La Renaissance du Temps 1/2 29


A l’occasion de la semaine thématique sur le temps du C@fé des Sciences, voici un compte rendu du livre “grand public” de Lee Smolin, physicien théoricien passionné par ce sujet. Je n’ai pas réussi à résumer en un seul article ce livre de 300 pages extrêmement denses en informations et idées étonnantes.

Donc voici ce que j’ai retenu de la première partie du livre intitulée “Le poids : la mort du temps”, dans laquelle Smolin décrit comment le temps a progressivement quasiment disparu de la physique au point que de nombreux scientifiques le considèrent comme une illusion ou une émergence.

Un second article couvrira très bientôt la seconde partie “Lumière : la renaissance du temps” dans laquelle Smolin plaide en faveur de la réalité du temps et présente sa propre conception du temps, dont les implications sont stupéfiantes.


La Renaissance du Temps

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1, 2, 3 : La mort du temps

Le premier chapitre propose la  chute libre comme prétexte à une réflexion philosophique sur l’existence du monde platonicien des mathématiques, atemporel, dans lequel existeraient les équations décrivant notre univers sensible. Pour Smolin, cette approche est du même ordre que le mysticisme religieux. Il défend une approche empiriste:

C’est un bien plus grand défi que d’accepter la discipline de devoir expliquer l’univers que nous percevons et dont nous faisons l’expérience uniquement en termes de lui-même, d’expliquer le réel seulement par le réel.

Après un rappel historique des progrès de l’astronomie jusqu’à Newton et sa loi universelle de la gravitation unifiant le mouvement des astres et la chute des corps sur Terre, Smolin consacre un chapitre entier à la représentation du temps en physique, et notamment aux graphiques représentant le temps sur un axe et la position sur un autre:

C’est une complète invention humaine, seulement une autre représentation de l’enregistrement du processus (…) Si nous confondons l’espace-temps avec la réalité, nous commettons une faute que nous pourrions appeler l’erreur de la spatialisation du temps (…). Ici dans le monde réel il y a toujours un instant, un moment présent. Aucun objet mathématique ne peut avoir cette particularité car une fois construits, les objets mathématiques sont intemporels.

4. faire de la physique dans une boîte

Le chapitre 4 est l’un de ceux qui m’a le plus fait réfléchir. Smolin relève que l’approche scientifique a conduit à “faire de la physique dans une boîte” : on considère un petit sous-système isolé du reste de l’univers dans lequel on néglige certains effets pour ne s’intéresser qu’à certaines variables qui définissent un espace de configuration, atemporel. De plus, en général on considère l’horloge comme extérieure au sous-système : l’évolution du système est mesurée en référence à une horloge extérieure, et rien de ce qui se produit dans le système n’est supposé influer sur l’horloge. Smolin insiste sur la puissance pratique de cette approche newtonienne de la physique pour décrire et prédire ce qui se passe à notre échelle. Mais en l’appliquant à l’Univers dans sa globalité, on commet l’erreur de penser que l’Univers évolue par rapport à une horloge absolue qui lui est extérieure, et une autre plus grave car plus insidieuse, de croire que les lois de la physique sont elles aussi extérieures au système et indépendantes du temps.

5. éradication de la surprise et de la nouveauté

Le chapitre suivant traite de l’ “éradication de la surprise et de la nouveauté” qui découlerait d’un univers totalement déterministe. De plus, les lois fondamentales de la physique étant réversibles dans le temps en vertu de la symétrie CPT (dont je cause dans ce très bon article) , la distinction entre passé et futur disparaît des équations mathématiques et apporte encore un argument aux physiciens qui éradiquent le temps de leur conception de la nature”, pour reprendre les mots de Smolin

6. relativité et intemporalité

Animation relativiste trouvée sur la Wikipédia montrant les plans de simultanéité suivant la vitesse relative de référentiels divers par rapport à un référentiel où les événements A, B et C sont simultanés.

Le chapitre 6 intitulé “relativité et intemporalité” traite de la conception du temps qui résulte des théories de la relativité (restreinte et générale) d’Einstein et dont j’ai déjà causé dans plusieurs articles : le temps est une dimension imaginaire qui s’ajoute aux trois dimensions spatiales pour former l’univers-bloc des “éternalistes”. Pour Smolin, pourtant plein d’admiration pour Einstein et ses travaux notamment son principe d’équivalence qui traite de la chute libre, et même si la relativité générale parvient à mettre le temps “dans” l’Univers, cette conception du temps n’est pas satisfaisante. D’une part il y a les problèmes posés par les singularités comme les trous noirs et le Big Bang, mais surtout l'équation d’Einstein est toujours une loi intemporelle, extérieure à l’univers, et qui ne répond toujours pas à la question de savoir pourquoi je ressens une certaine configuration de l’Univers comme “présente”, et ce qui distingue le futur du passé.

7. cosmologie quantique

Le chapitre 7 “cosmologie quantique et fin du temps” traite de la vision du temps apportée par l’autre grande branche de la physique théorique, la mécanique quantique dans laquelle le temps disparaît complètement  et débouche sur le présentisme :

Le cosmos quantique n’évolue pas ni ne change, il n’est pas en expansion ni en contraction, il EST, tout simplement.

Pour Smolin, la mécanique quantique est l’illustration parfaite de la “physique dans une boite” : elle marche très bien pour un atome tellement isolé qu’on n’a même pas le droit de l’observer, et l'équation de Schrödinger, elle aussi extérieure à la boîte, décrit comment l'état quantique de l’atome évolue en fonction d’une horloge elle aussi extérieure à la boite. Pour supprimer cette horloge, la cosmologie quantique de Wheeler & DeWitt énonce que la l’énergie totale de l’Univers doit être nulle, donc qu’il existe de l’ énergie négative, entre autres sous forme d’énergie potentielle de gravitation, qui contrebalance exactement l’énergie “positive” et la matière qui lui correspond.

Smolin est pour le moins critique avec cette approche et défend plutôt la gravitation quantique à boucles qu’il a contribué à développer, avec Carlo Rovelli entre autres. Si j’ai bien compris cette page (89) assez dense, la gravitation quantique à boucles déboucherait sur l’idée que le temps puisse “émerger” à notre échelle alors qu’il n’aurait pas de signification à l’échelle des particules, un peu comme la notion de température. Smolin mentionne aussi d’autres conceptions du temps censées être compatibles avec la cosmologie quantique, notamment celle de Julian Barbour, lauréat du prix Fqxi sur la nature du temps en 2009 (et dont le site s’appelle Platonia… )

Pour Barbour, tout les instants possibles de l’Univers correspondant à tous ses états quantiques possibles “existent” dans un phénoménalement grand “entassement d’instants”. De plus les instants/états sont dupliqués à de très nombreux exemplaires en fonction de leur probabilité d’occurrence. Selon Barbour l’Univers passe d’un instant à l’autre en permanence au hasard, sans causalité, mais avec une “préférence” statistique pour le passage d’un “petit” état défini par peu d’information à un état “grand”, ce qui définirait la flèche du temps. Smolin termine ce chapitre par une citation (authentique) d’Einstein, tirée de la lettre de condoléances qu’il envoya à l’épouse de son ami Luc Besso:

Il a pris congé de ce monde étrange avec un peu d’avance sur moi. Cela ne veut rien dire. Les gens comme nous, qui croyons à la physique, savons que la distinction entre passé, présent et futur est seulement une illusion d’une persistance entêtée.

La première partie du livre se termine en réalité ici, mais je trouve que les deux chapitres suivants auraient pu y être rattachés car ils ne concernent pas encore la conception du temps de Smolin

8. l’erreur cosmologique

Au chapitre 8, il revient sur ce qu’il appelle l'”erreur cosmologique” : appliquer à l’Univers entier des lois établies et vérifiées sur des sous-systèmes. Il fait remarquer en particulier que les lois se vérifient sur beaucoup de sous-systèmes, alors que nous n’avons qu’un seul Univers sous la main. Comment vérifier la validité d’une loi sur un un seul “cas d’application” ? Et pourquoi cette loi et pas une autre ? De plus, beaucoup de théories cosmologiques (théorie des cordes, équation d’Einstein …) admettent en réalité une infinité de solutions, parmi lesquelles une seule correspond à notre univers. Doit-on se résoudre à admettre l’existence d’une infinité d’Univers inaccessibles pour pouvoir justifier le notre par un principe anthropique ?

9. le défi cosmologique

Smolin relève ensuite que toutes les théories physiques divisent le monde en deux parties, une “dynamique” qui change , et une statique qui contient un “fond” de choses immuables, comme les constantes fondamentales par exemple. Au chapitre 9, il présente le “défi cosmologique” consistant à formuler une théorie de l’univers “indépendante du fond”, purement dynamique afin de ne rien supposer d’extérieur à l’Univers.

Lorsqu’on fait de la “physique dans une boite”, le “fond” comprend notamment les conditions initiales, et la méthode expérimentale permet de contrôler les conditions initiales afin de s’assurer que les lois sont indépendantes de ces conditions. En cosmologie, cette distinction entre “lois” et “conditions initiales” aggrave le problème qu’elle résout “dans une boite” : si nos observations du fond diffus cosmologique ne correspondent pas bien à la théorie de l’inflation cosmologique, faut-il corriger la loi ou les conditions initiales ? Smolin critique aussi les théories effectives qui décrivent bien ce qui se passe à une certaine échelle de grandeur, mais en négligeant l’influence de ce qui est beaucoup plus grand ou plus petit. Pour Smolin, la théorie issue du défi cosmologique doit tenir compte de tout, sans rien négliger.

10. nouveaux principes de cosmologie

Le chapitre 10 liste les “nouveaux principes de cosmologie” que devrait satisfaire une nouvelle théorie cosmologique:

  1. Elle devrait contenir ce que nous savons déjà sur la nature. Le modèle standard, la relativité générale et la mécanique quantique doivent “émerger en tant qu’approximations” de cette nouvelle théorie.
  2. Elle devrait être scientifique, c’est à dire produire des prédictions testables pour des expériences réalistes ( J’ai adoré ça !)
  3. Elle devrait répondre à la question “Pourquoi ces lois ?”
  4. Elle devrait résoudre le problème des conditions initiales
  5. Elle ne devrait contenir ni symétries ni lois de conservation. Là je sens certains lecteurs bondir ! L’argument de Smolin est basé sur le théorème de Noether qu’il considère extrêmement important, et sur l’idée que les symétries ne sont valables que “dans une boite”, et parfois imparfaites. Donc il ne dit pas que les symétries ou les lois de conservation sont fausses, mais plutôt qu’elles devraient résulter de la théorie (selon le point 1) au lieu d’en être le fondement comme dans les théories basées sur la supersymétrie par exemple.
  6. Elle devrait être fermée causalement et au plan explicatif : rien hors de l’Univers ne devrait être requis pour expliquer quoi que ce soit à l’intérieur de l’Univers
  7. Elle devrait satisfaire le principe de raison suffisante, le principe d’absence d’actions sans réciproque, ainsi que le principe d’identité des indiscernables. Ces principes “philosophiques” m’ont semblé les plus contestables, et je n’ai pas vraiment compris pourquoi Smolin les introduit si ce n’est pour favoriser sa propre théorie…
  8. Ses variables physiques ne devraient décrire que des relations évolutives entre des entités dynamique. Elle devrait être purement dynamique, indépendante du fond, ce qui implique que les lois de la nature évoluent, impliquant que le temps est réel.

Dans ce dernier point, Smolin n’arrive plus à s’empêcher de mentionner sa solution en même temps que le problème. Nous verrons dans la deuxième partie que l’idée de lois physiques qui évoluent n’est qu’une des nombreuses hypothèses étonnantes de Smolin, mais aussi qu’il propose des méthodes expérimentales de les vérifier.

Ca fait envie ? Patientez quelques jours pour la suite, lisez d’autres compte-rendus [2,3] ou achetez le livre !

Références

  1. Lee Smolin "La Renaissance du Temps: pour en finir avec la crise de la physique" (2014) Dunod ISBN:9782100706679 WorldCat Goodreads Google Books  
  2. Bernard Dugué “La renaissance du temps : pour en finir avec la crise de la physique ?“, 2013, sur Agoravox
  3. Jean-Paul Baquiast, “présentation de Time Reborn“, 2013, Revue Automates Intelligents No 136

  • la vidéo de David sur la Gravité quantique à boucles est super bien faite, une excellente introduction à certaines (toutes?) que Smolin présente dans son livre. A voir ! https://sciencetonnante.wordpress.com/2016/09/02/la-gravite-quantique-a-boucles/

  • ouechTonton

    Super résumé sur le concept du temps, qui est vu à tort par les physiciens modernes comme une donné émergente, comme peut l’être la température.
    Merci pour ce travail de vulgarisation. Je laisse ce commentaire afin d’être informé dans les messages suivants de la parution de la deuxième partie.

  • M-A JEULLIAU
  • Clavenham

    Bonjour
    Sur ce sujet des théories physiques et du temps, je me pose plusieurs questions.
    D’abord, le principe n° 6 de fermeture causale que demande Smolin, n’est-il pas contraire au principe d’indécidabilité de Godel ?
    Ensuite pourquoi ne pas considérer un temps discret ? Toutes nos théories sont basées sur le calcul différentiel et intégral, qui implique l’usage de fonctions continues… Dont découlent des “singularités”, quand tel ou tel paramètre prend une valeur particulière de son domaine continu de définition. Mais si le domaine de définition ne comprenait la valeur mathématiquement interdite, on aurait “gagné”, non ?

    Je viens de découvrir votre site, qui est gigantesque… Je vais donc passer un peu de temps à le lire avant de poser d’autres questions (potentiellement polémiques) qui risqueraient de faire doublons.

    En tout cas, merci pour le travail qu’il représente.

  • Arashi

    Bonjour,
    merci pour votre site,c’est une mine d’infos et c’est un plaisir de vous lire!
    Concernant le temps,il me parait quelque peu vain de vouloir aborder la question de celui ci sans appréhender la notion de conscience qui, il est vrai relève avant tout des neurosciences.
    Sans un observateur pour constaté l’Univers,comment déterminé un quelconque “passage du temps”?
    Différents modèles temporels existent,présentisme(incompatible avec la théorie de la Relativité),l’éternalisme(assez incompatible avec la physique quantique),alors pourquoi pas un futurisme à branches comme le suggère Storr Mc Call?
    Dans un tel cas l’espace temps serait donc flexible et pas strictement déterministe…

    • Bonjour Arashi, et bienvenue.
      Personnellement je fais une nette distinction entre temps physique et perception du temps . Je peux tout à fait imaginer un univers dans lequel aucune conscience ne constate le passage du temps, mais qui évolue cependant. Et même un univers dans lequel plus rien ne se passe, quasi équivalent à un arrêt du temps. C’est d’ailleurs ce qui attend probablement notre univers lors de sa mort thermique
      Deux articles à ce sujet en attendant la deuxième partie de cet article sur Smolin qui “unifiera” tout ceci :
      https://www.drgoulu.com/2008/06/06/la-grande-question-du-temps
      https://www.drgoulu.com/2011/01/30/pourquoi-3-dimensions-1-temps

      La perception neurologique du temps m’intéresse aussi, j’avais notamment trouvé un article intéressant qui a motivé https://www.drgoulu.com/2009/06/27/neurologie-du-temps/

      Pourquoi pas le futurisme à branches ? En effet, pourquoi pas. Je ne connais pas Storr Mc Call mais il existe en effet plusieurs théories philosophiques postulant l’existence d’univers parallèles plus ou moins connectés au moins depuis Anaximandre (600 AV JC) . Smolin dirait que ces théories ne respectent pas la “fermeture causale” : il y a quelque chose d’extérieur qui génère les univers, les branches …

      Personnellement je reste désespérément empiriste : pour que la théorie de Storr Mc Call puisse prétendre être une théorie physique, elle doit faire une prédiction sur une expérience (voir https://www.drgoulu.com/2008/08/23/suites-courbes-et-theories ) sinon elle restera une idée philosophique.

      • Arashi

        Bien entendu il ne faut pas confondre temps biologique(lié à la perception et aux capacités de traitement du cerveau) du temps physique,nous sommes bien d’accord.
        Cependant la conscience est un processus thermodynamique(n’en déplaise au idéalistes!),et c’est à partir de l’irréversibilité de celle ci que nous avons la sensation du “passage du temps”.
        Pour reprendre une analogie d’Etienne Klein,le temps est comme un paysage parcouru par un train,pour un observateur situé dans le train,le paysage(temps) semble se dérouler,mais en réalité c’est le train(conscience) qui “passe” dans le temps.
        Récemment Alain Connes à fait un bref exposé, très intéressant, sur la dynamique du temps… aussi bien dans le futur que dans le passé!
        Qu’en pensez vous?
        Cordialement!

  • Guillaume Stellaire

    Très intéressant, vivement la suite 🙂

  • davidrempliderien

    Super extrait, ça donne envie de creuser .. d’ailleurs l’animation relativiste trouvée sur la Wikipédia montrant les plans de simultanéité suivant la vitesse relative de référentiels divers par rapport à un référentiel où les événements A, B et C sont simultanés, a bien fait sont travail

  • Pinot Noir

    Avant de lire sur la physique quantique et la cosmologie, nous devons concentrer notre attention à nos problèmes climatiques ici sur la planète Terre.
    Même le président Hollande a parlé de l’importance de lutter contre le changement climatique lors de sa visite aux Philippines cette semaine.
    http://www.alternative-energies.net/frances-president-francois-hollande-calls-for-more-actions-to-stop-climate-change/

    • wow si même votre président en parle aux Philippines, c’est que ca doit être important, en effet 🙂

      Moi j’en ai parlé avant lui ici https://www.drgoulu.com/tag/rechauffement ou là https://www.drgoulu.com/tag/co2. Et depuis que j’ai compris l’équation de Kaya, mon point de vue est simple : une solution qui ne prend pas en compte la démographie est vouée à l’échec. Donc quand Hollande proposera de réduire les allocations familiales et l’aide aux crèches, il commencera à m’intéresser autant que la cosmologie.

    • Vers la début du premier millénaire, il faisait tellement chaud que les vikings se sont installés au Groenland, à la fin du moyen age il faisait tellement froid qu’on mangeait des glaçons en Europe en été, et pourtant pas d’industrie. Quand les politiques auront compris qu’il ne sert à rien de mettre en place des actions qui de toute façon n’ont pas de poids face à la variation naturelle du climat, peut-être qu’on pourra se concentrer sur ce qui est vraiment efficace : développer une capacité de résilience quel que soit le climat.

      • Ce réchauffement ci n’est pas naturel. Mais je vous rejoins sur le fait qu’il faudra faire avec. Si vous voulez poursuivre la discussion, veuillez le faire sous l’un des articles concernés, ici c’est hors sujet, merci.

  • L6 Atmo

    Bonjour,
    Je vois souvent ici des articles portant sur le Temps en physique et en cosmologie. C’est un sujet qui me passionne alors que me conseilleriez-vous comme lecture à ce sujet? Je cherche autant vers le passé (histoire des conceptions du temps) et que vers l’avenir (les dernières théories élaborées). Je sais qu’Etienne Klein en a écrit quelques uns mais lequel choisir et qu’els autres auteurs lire?

    Merci d’avance pour vos conseils

    • (désolé du retard, j’étais au ski 🙂 ) C’est un peu le problème : chaque auteur expose sa théorie ou celle à laquelle il adhère. Etienne Klein est présentiste, Hawking et Marc Lachièze-Rey sont éternalistes (je crois…) Smolin me semble éternaliste bien qu’il ne le dise pas, ou plutôt “no futuriste” (comme moi), et il y a encore la théorie du tas d’instants de Barbour dont je cause dans l’article, et bien d’autres exposés notamment dans le concours Fqxi.

      Pour l’instant je n’ai pas trouvé de livre “neutre” qui présenterait de façon synthétique ces théories, mais je trouve que la première moitié de “la renaissance du temps” de Smolin constitue une introduction très complète, mais partiale (comme dans les autres bouquins probablement.) Sinon j’ai lu le Hawking qui souffre du même problème que le Smolin : présentés comme “grand public”, ces bouquins ne sont pas compréhensibles sans une solide formation ou culture générale en physique. Klein me semble plus accessible, du moins d’après la conf à laquelle j’ai assisté. Mais n’oubliez pas : il est partial aussi.

  • Benoît

    merci pour ce résumé. J’apprécie particulièrement “Le chapitre 10 liste les « nouveaux principes de cosmologie » que devrait satisfaire une nouvelle théorie cosmologique” . Et bien, avec ces huit contraintes, la science n’est pas prête d’épuiser la nature car il y a des sacrés difficultés : le 3e principe (pourquoi), le 6e (fermé causalement), le 8e (dynamique)…
    Pour le 5e principe, je n’ai pas bien saisi pourquoi c’est imposé.

    Je vais l’acheter pour en savoir plus (en espérant pouvoir suivre).

    Bonne journée.

  • J’ai un problème avec le point 2, dans le sens ou “expérimentalement testable”, implique qu’on ai un instrument de mesure ou même une mesure en tant que telle capable d’expliquer une chose et malheureusement une mesure se fait sur de l’information qui ne suit pas la même dynamique que la chose réelle. C’est cet écart qu’il faut d’abord résoudre pour ne pas tomber non plus dans un travers tel que le modèle géocentrique de système solaire de Ptolémée. Une des question fondamentale aussi à résoudre c’est de trouver les valeurs absolues de certaines choses comme la vitesse. Quel est le réelle point de vitesse zéro dans l’univers qui permettrait de faire la mesure correcte de l’écart entre cinématique des choses et cinématique de l’information. De plus l’utilisation de l’image de l’horloge amène à des erreurs d’interprétation de nouveau parce que l’horloge mesure quelque chose et que je dois lire cette information et dans le processus de lecture il y a déformation de l’information

    • oui, les tests expérimentaux en cosmologie ne sont pas simples du tout, mais Smolin en propose tout de même plusieurs, je vais y accorder une attention toute particulière dans l’article sur la deuxième partie du livre, patience …

      J’aime bien votre phrase “une mesure se fait sur de l’information qui ne suit pas la même dynamique que la chose réelle” parce que la notion d’information joue un rôle crucial en physique (dans les mesures, mais aussi dans l’entropie et la thermodynamique , dans le problème du firewall des trous noirs etc) mais j’ai l’impression qu’elle n’est pas encore vraiment bien intégrée à la théorie. Pour moi une chose n’est réelle que si je peux en extraire de l’information (c’est rouge, ça monte et ça descend …) via mes sens, qui filtrent, traitent et stockent l’information, ou indirectement via des instruments de mesure qui filtrent, traitent et stockent l’information aussi… Donc à part les effets du filtrage/traitement, j’ai un peu tendance à considérer que la réalité n’est (peut-être) que de l’information.

      100% d’accord avec vous sur les dangers de l’anthropocentrisme qui nous ont déjà piégés plusieurs fois, et qui sont toujours présents. D’ailleurs l’idée d’une vitesse nulle absolue est “en plein dedans” 😉 une vitesse, c’est une variation de position pendant une variation de temps. Or depuis Albert ni les distances ni les temps ne sont absolus. Il n’y a que la vitesse de la lumière (dans le vide) qui soit universelle. Alors s’il vous faut une référence de vitesse, prenez c , il n’y a pas mieux !

      • La question de la vitesse est pourtant fondamentale dès lors que la vitesse de la lumière est fixe car il se présente alors trois cas entre un observateur et ce qu’il observe, soit les deux sont immobiles dans l’univers et le il n’y a pas de delta entre la fréquence d’émission et la fréquence de réception de l’information, soit les deux vont à la même vitesse et le delta entre la fréquence d’émission et la fréquence de réception est fixe mais non nul, soit il y a une accélération de l’un et ce delta varie (contraction ou dilatation du flux d’information que certains traduisent par un allongement/ raccourcissement des longueurs et du temps).
        Prenons un exemple classique utilisé : celui d’une fusée dans laquelle il y a un observateur d’un coté et une horloge de l’autre. Dans le cas ou la vitesse de la fusée est nulle je vois l’horloge dans un passé correspondant exactement à la distance entre elle et moi. Si la fusée se met à accélérer, pendant l’accélération, l’information de l’horloge (son image) met de plus en plus de temps à m’atteindre et ce que je vois c’est l’horloge qui s’éloigne de moi (le temps de transfert de l’information qui augmente se traduit par une impression de distance qui grandit – mais en fait c’est le passé de l’horloge qui me devient de plus en plus inaccessible, je la vois de plus en plus loin dans le temps). Une fois l’accélération terminée, l’horloge parait à une distance plus éloignée mais à une distance qui reste fixe. La fusée ralentit et la fréquence de réception de l’information devient plus grande que la fréquence d’émission, l’horloge se rapproche, c’est son image qui accéléré dans le temps pour rattraper mon présent, une fois à l’arrêt je revois l’horloge telle qu’elle étais au début. Dans tous les cas, le temps s’est écoulé de la même manière pour l’observateur et l’horloge mais c’est l’information qui s’est contracté ou dilaté donnant une impression de rallentissement et d’augmentation des distances.

        Je me pose la question de savoir si la vitesse de la lumière que nous connaissons est la bonne vitesse, puisqu’on ne connaît pas la vitesse absolue de l’instrument qui à servi à faire cette mesure et il se pourrait que nous utilisions une vitesse C relative par rapport à un référentiel basé sur la vitesse de la terre dans l’univers.

        • “La vitesse de la lumière dans le vide a la même valeur dans tous les référentiels galiléens” est le 2ème postulat de la relativité restreinte, donc peu importe où et comment vous la mesurez, c aura toujours la même valeur ! D’ailleurs regardez la définition du mètre : il est défini à partir de c !
          De plus, l’information est transmise par des particules “messagères” comme les photons qui ont une masse nulle donc se ballade à c au maximum.

        • Quentin Ruyant

          Pour compléter la réponse de Dr. Goulu on peut citer les expériences de Michelson et Morley qui visaient justement à savoir si la constante c (correspondant à vitesse de la lumière dans le vide) était en fait relative à notre propre vitesse par rapport à un espace temps absolu ou si c’était vraiment une constante fondamentale. Les résultats sont que la vitesse de la lumière mesurée est bien une constante indépendante de notre propre vitesse relative. La loi d’addition des vitesses ne fonctionne plus pour des vitesses très grandes. C’est de ce principe que découle la théorie de la relativité.

          • Justement, comme la vitesse de la lumière est constante et ne dépend pas de la vitesse de l’émetteur, j’ai un problème dans la mesure de sa valeur. Prenons un exemple avec des chiffres fictifs pour faciliter la compréhension du processus. Supposons que la vrai vitesse de la lumière dans l’absolu est de 10m/s, nous avons un instrument de mesure pour calculer cette vitesse, qui posséde un émetteur et un récepteur distant de 10m. Le but de l’expérience est d’émettre un photon et de mesurer le temps qu’il met pour arriver au récepteur. puisque je connais la distance entre les deux en mesurant le temps pour parcourir la distance je connaitrai la vitesse. Mais, je ne sais pas que je me trouve sur une planète qui bouge à un vitesse de 1m/s dans l’absolu. J’émets mon photon à T0, à T1, mon photon a parcouru 10m, puisqu’il ne dépend pas de cette vitesse de la terre dans l’absolu il n’a pas reçu une impulsion supplémentaire à l’émission. Malheureusement mon récepteur lui, a parcouru un mètre et ne reçoit pas encore le photon, il ne le recevra que dans un dixième de seconde et donc quand le photon atteint mon récepteur j’ai mesuré une vitesse de la lumière que je sais indépendante de toute autre vitesse initiale de 10m en 1.1 secondes donc approximativement de 11m / seconde alors qu’elle est réellement de 10m seconde. Tout cela parce que j’ignore ma vitesse et donc celle de mon instrument de mesure dans l’absolu. Le problème est donc dans la mesure et dans l’instrument de mesure. Comme le seul endroit où j’ai mesuré la vitesse de la lumière est la terre (ou dans l’espace mais en suivant le mouvement de la terre dans l’absolu) j’ai toujours obtenu une mesure unique de la lumière qui n’est valable que si je prends la terre comme référentiel absolu.

            • Quentin Ruyant

              C’est justement ce que l’expérience de Michelson et Morley réfute, en mesurant la vitesse de la lumière dans différentes directions (direction du mouvement de la terre par rapport au soleil, ou perpendiculaire au mouvement).

              • Que ce soit en hivers ou en été la terre fait partie d’une galaxie en rotation qui en plus se déplace elle aussi linéairement dans l’univers. Les petits mouvements ont été élimé au niveau système solaire et terrestre mais il reste encore les mouvements galactiques et de neauveau, mouvement par rapport à quoi et quelle vitesse par rapport à quoi

  • Quentin Ruyant

    Très bon article merci !

    Concernant les principes philosophiques : le principe de raison suffisante est finalement assez proche du “rasoir d’Occam”. L’idée est de ne rien poser de manière ad hoc mais plutôt de chercher à expliquer les choses (tout doit avoir une raison).

    Le principe d’identité des indiscernables est lié au précédent et peut être compris comme un principe empiriste : si plusieurs arrangements du monde ne peuvent être distingués par nos observations il faut concevoir que c’est en fait le même arrangement (décris par exemple par un choix de coordonnées arbitraire)
    Le principe a été utilisé par Einstein dans la relativité générale (voir argument du trou) et on peut dire que c’est un principe implicite des théories de gauge.

    Je trouve que ces principes se justifient, au moins parce-que ils se sont avéré être de bons outils par le passé (et puis quasiment tous les autres principes, comme la clôture causale ou le principe de correspondance, sont aussi philosophiques !)

    • ce qui me dérange dans ces principes n’est pas qu’ils soient “philosophiques” mais plutôt qu’ils me semblent présupposer l’existence du temps que Smolin veut démontrer en les utilisant …

      Le principe de raison suffisante “tout doit avoir une raison” (ou une cause) me semble impliquer (ou être équivalent à?) la loi de causalité qui n’a pas de sens sans notion du temps, et le principe des indiscernables me semble mis à mal par les particules indiscernables ainsi que par la symétrie CPT (que Smolin exclut de ses principes) qui permettrait à une antiparticule qui remonterait le temps d’être indiscernable d’une particule qui évolue “avec” le temps.

      Dans ce chapitre 10, Smolin me semble un peu “parachuter” les principes 5 à 8, alors qu’il a justifié les 1 à 4 avec au moins un chapitre pour chacun. Il revient sur certains dans la seconde partie, mais à ce stade il me semble que l’argument de la “physique dans une boite” pourrait être appliqué aussi à la “métaphysique dans une boite” : qu’est-ce qui permet de promouvoir ces bons outils comme principes de l’Univers ?

      Merci pour l’ “argument du trou”, que je ne connaissais pas. En première lecture ça me semble lié aux questions de symétrie, mais je vais creuser.

      • Quentin Ruyant

        D’accord c’est plus clair. Effectivement si le principe est formulé en terme de cause (plutôt que de raison) c’est plus problématique.
        Sur les particules : en effet, et certains s’appuient sur ce principe pour avancer qu’il n’y a pas vraiment de particules mais seulement un champ.
        Pour moi le PII et les questions de symétries sont en effet très proches (une symétrie transforme un arrangement de manière indiscernable).